Le nettoyage des eaux usées des communautés et des industries élimine ou réduit les bactéries pathogènes et les produits chimiques toxiques, et fournit une source d'eau appétente pour les utilisations humaines et agricoles. Le traitement biologique des eaux usées utilise des bactéries et d'autres microorganismes pour décomposer les contaminants organiques, c'est-à-dire les substances contenant du carbone, en composés inoffensifs ou volatils. Le traitement biologique suit généralement l'élimination des gros débris ou des solides des eaux usées. Certains microbes résident déjà dans les eaux usées; l'ajout de "boues activées", contenant plus de microbes, augmente l'efficacité de la décomposition. Les installations de traitement des eaux usées utilisent des microbes aérobies, anaérobies ou les deux. Le pour et le contre des traitements biologiques dépendent en partie de l'origine des eaux usées et de leur type de contamination et des méthodes appliquées. Certaines méthodes, telles que la filtration sur membrane, après un traitement biologique, peuvent améliorer les résultats.
Qu'est-ce qu'un traitement aérobie et anaérobie?
Les microbes aérobies ont besoin d'oxygène et de nutriments organiques pour travailler et grandir. Les nutriments sont fournis par la matière organique dans les eaux usées et l'oxygène est généralement fourni par pompage de l'air dans le réservoir de traitement. Les produits finaux de la digestion aérobie sont l'énergie, le dioxyde de carbone et les solides métabolisés qui se déposent. Les nutriments et l'oxygène provoquent la multiplication des microbes aérobies et leur multiplication accélère le processus de digestion.
Les microbes anaérobies sont des bactéries et des micro-organismes qui fonctionnent en l'absence d'oxygène. Ces microbes décomposent les contaminants organiques plus lentement que les microbes aérobies. Les microbes anaérobies produisent du méthane, du dioxyde de carbone et d'autres microbes anaérobies. Les eaux usées, qui contiennent un taux élevé de contaminants organiques, sont traitées plus efficacement avec des microbes anaérobies avant d'être traitées avec des microbes aérobies.
Avantages de la digestion aérobie
Le traitement aérobie des eaux usées est un processus rapide et efficace enlever au moins 98% des contaminants organiques. C'est un processus d'oxydation naturel qui provoque une décomposition efficace des polluants organiques et donne un effluent d'eau plus propre que le traitement anaérobie seul. Parce que la digestion aérobie est un processus rapide, elle peut traiter des volumes plus importants ou des flux d'eaux usées.
Les inconvénients de la digestion aérobie
La digestion aérobie nécessite une aération nécessitant une grande quantité d'énergie électrique. L'énergie électrique est souvent produite par la combustion de combustibles fossiles, qui produisent des gaz à effet de serre. La digestion aérobie entraîne également de grandes quantités de biosolides ou de boues qui doivent être éliminées. La libération inappropriée des boues riches en nutriments dans les rivières ou les étangs peut entraîner une prolifération d'algues, ou eutrophisation, qui tue les poissons et d'autres formes de vie aquatique. La consommation d'énergie et la production de boues en excès peuvent être réduites en traitant les eaux usées d'abord avec des microbes anaérobies. Bien que le traitement biologique des eaux usées soit efficace pour éliminer la plupart des contaminants organiques, des études indiquent que certains produits chimiques, tels que les produits pharmaceutiques, les détergents, les composés cosmétiques et industriels, restent encore après le traitement biologique des eaux usées. Les filtres et les nouvelles technologies peuvent résoudre ce problème.
Avantages de la digestion anaérobie
Le traitement anaérobie des eaux usées est plus respectueux de l'environnement que la digestion aérobie, car il produit moins de biomasse, nécessite moins d'énergie et produit un biogaz (méthane) pouvant être recyclé. Bien que les deux traitements aérobie et anaérobie produisent du dioxyde de carbone au cours de la décomposition des bio-contaminants, la digestion aérobie génère beaucoup moins de gaz. La digestion anaérobie produit également moins de biosolides, ce qui peut poser un problème d'élimination.
Contre la digestion anaérobie
Bien que la digestion anaérobie des contaminants dans les eaux usées laisse une empreinte carbone plus faible, c'est un processus lent . Il est moins efficace que la digestion aérobie, éliminant 70 à 95% des contaminants organiques. Comparativement aux microbes aérobies, les microbes anaérobies attaquent une plus petite gamme de contaminants.
